第6章 直流稳压电源 习题解答

. 精品 第六章习题参考答案

6-1 在图6-23中，已知直流电压表V2的读数为90V，负载电阻Ω100=LR，二极 管的正向压降忽略不计。试求：①直流电流表A的读数；②交流电压表V1的读数；③变压器二次侧电流有效值。

图6-23 习题6-1图 解 1）直流电流表A的读数 A9.0100902LAR

U

I

2）交流电压表1V

的读数 V20045.09045.021UU

3）变压器二次侧电流有效值 A245.0AII

6-2 图6-24为变压器二次侧绕组有中心抽头的单相整流电路，二次侧电压有效值为U，试分析：

1）标出负载电阻LR

上电压ou和滤波电容C的极性;

2）分别画出无滤波电容和有滤波电容两种情况下ou的波形。整流电压平均值oU

与

变压器二次侧电压有效值U的数值关系如何？ 3）有无滤波电容两种情况下,二极管上所承受的最高反向电压DRMU

各为多大?

4）如果二极管VD2虚焊；极性接反；过载损坏造成短路，电路会出现什么问题? 5）如果变压器二次侧中心抽头虚焊；输出端短路两种情况下电路又会出现什么问题?

图4－2 题4－2图 .

精品 图6-24 习题6-2图 解 1）负载电阻LR

上电压ou和滤波电容C的极性如题6-2解图（a）所示。

2）无滤波电容和有滤波电容两种情况下ou

的波形分别如题6-2解图（b）和题6-2

解图（c）所示。

无滤波电容时 UUo9.0

有滤波电容时 UUo2.1

3）有无滤波电容两种情况下，二极管上所承受的最高反向电压皆为UUDRM22。

4）二极管V2虚焊时相当于开路，电路变为单相半波整流电路，输出电压将降为原来的一半。极性接反和过载损坏造成短路时，在输入电压正半周，1V、2V

通路导通，

由于二极管正向电阻很小，产生很大电流，将造成电源、变压器和二极管烧毁。 5）变压器二次侧中心抽头虚焊时相当于断路，无论是u的正半周还是u的负半周都不会构成电流的通路，因此负载电阻没有电压输出。输出端短路时，由于二极管电阻很小，会产生很大电流，使电源、变压器和二极管烧毁。 6-3 图6-25电路中，已知Ωk5=1LR，Ωk3.0=2LR，其他参数已标在图中。试求：

①VD1、VD2、VD3各组成何种整流电路? ②计算1oU、2oU

，及流过三只二极管电流的平均值各是多大?

③选择三只二极管的型号。 解 1）1V单相半波整流电路；2V

、3V组成单相

桥式整流电路。

2） V45)1090(45.01oU

题6-2解图（b） 题6-2解图（c） . 精品 V9109.02oU mA95451VI mA303.0932VVII 图6-25 习题6-3图

3）1V

反向电压最大值

V1411002DRMU

2V、3V反向电压最大值

V2.281022DRMU

选择二极管型号时，考虑留有充分余量应选二极管的最大整流电流VoMII2

，最

高反向工作电压DRMRMUU2

。

所以1V选择2CZ12D，2V

和3V选择2CZ11A。

6-4 在图6-2a的单相桥式整流电路中，已知变压器二次侧电压有效值V100=U， Ωk1=LR

，试求oU、oI，并选择整流二极管型号。

解 输出电压 V901009.09.0UUo

输出电流平均值 mA90190LooR

U

I

流过整流二极管电流的平均值 mA452

1

oDFII

整流二极管承受最高反向电压 V1411002DRMU

考虑留有充分余量 mA902VoMII

V2822DRMRMUU

整流二极管型号可选择2CZ11C。 6-5 某电阻性负载，要求直流电压60V，电流20A，现采用单相半波可控整流电路， 直接由220V交流电网供电，试计算晶闸管的导通角、电流的有效值，并选用晶闸管。 解 单相半波可控整流电路输出电压

UUo2cos145.0. 精品 所以 21.0122045.0120145.02cosU

Uo

导通角 10278180180

33060ooLIUR

电流有效值 A7.582sin21LR

U

I

流过晶体管电流的平均值 A102

1

oDFII

晶体管承受反向电压峰值 V3102202DRMU

考虑留有充分余量 A202DFFII

V6202DRMRMUU 晶体管选择为KP20。 6-6 单相半波可控整流电路，负载电阻Ω10=LR，直接由220V交流电网供电，控

制角°60=α，试计算输出电压、电流的平均值，并选择晶体管。

解 V25.7422025.0145.02

cos145.0

UUo



A425.71025.74LooR

U

I

流过晶体管电流的平均值 A7.32

1

oDFII

晶体管承受正反向电压峰值 V3102202RMFMUU

考虑留有充分余量 A4.72DFFII

V6202RMDRMUU V6202FMDFMUU

晶体管可选择为KP10。 6-7有一电阻负载，它需可调直流电压V60~0=oU，电流A10~0=oI，现采用

单相半控桥式整流电路，试计算变压器二次侧电压，并选用整流元件。如果不用变压器，输入接220V交流电网，试选用整流元件。

解 设晶闸管导通角 °180=θ(°0=α)时，180=oUV，A6=oI。

交流电压有效值 V67V9.0609.0oUU. 精品 实际上还应考虑电网电压的波动，管压降以及导通角一般达不到°180(—般只是°170~°160)等因素，交流电压要比计算值适当加大10％左右，实际选74UV。

晶闸管承受的最高正、反向电压和二极管承受的最高反向电压都为

V0417441.12UUURMFM

考虑留有充分余量，通常根据下式选取晶闸管的FRMU和RRMU

FMFRMUU2

RMRRMUU2 本题 V082V1042RRMFRMUU

流过晶闸管和二极管的平均电流

A5A21021ooTII 考虑留有充分余量应选晶闸管的正向平均电流 A102oTFII 根据以上计算选用晶闸管KP10两只，二极管2CZ11C两只。 输入接220V交流电网，此时晶闸管承受的最高正、反向电压和二极管承受的最高反向电压都为 310V=V220×41.1=2==UUURMFM

620VV3102RRMFRMUU

所以可选用晶闸管KP10两只，二极管2CZ11G两只。 6-8 试分析图6-26所示可控整流电路的工作情况，控制 角α的变化范围，输出电压平均值的计算公式。

图6-26 习题6-8图 题6－8解图 .

精品 解 设电源变压器二次侧电压tUuωsin2=（V），波形题6－8解图 (a)所示。如果控制极未加触发电压，晶闸管在电压u的正、负半周内均不导通。在输入交流电压u的正半周内某一时刻t1(t)给控制极加上触发脉冲，题6－8解图（b）所示，晶闸管道通，忽略管压降，电压u全部加在负载电阻LR

上，负载上电压电流波形如题6－8解图

（c）所示。在电压u的负半周时某一时刻t2(

2t)给控制极加上触发脉冲，如题

6－8解图（b）所示，晶闸管道通，电压u全部加在负载电阻LR

上，负载上电压电流波

形题6－8解图（c）所示。

控制角α的变化范围为~0；输出电压平均值

UtdtUU2cos19.0)(sin210 6-9 已知交流电源电压为220V，频率f＝50Hz，负载要求输出电压平均值为20V，输出电流平均值为50mA，试设计单相桥式整流电容滤波电路，求变压器的变比及容量，并选择整流、滤波元件。 解 UUo2.1=

变压器副边电压有效值 V71V2.1202.1oUU

流过二极管电流平均值 25mA50212

1

oDFII

二极管承受最高反向电压 V42V1722UUDRM

选用四只2CZ11A二极管。

根据 2)5~3(≥TCR

L

0.02s=s501=1=fT

取 2×5=TCRL

所以 μF12510502005.0253LRTC

选容量μF125，耐压50V的极性电容。 6-10 在图6-9中，滤波电容Fμ100=C，交流电源频率f＝50HZ，Ωk1=LR，要

求输出电压平均值V10=oU，问：

1）变压器二次侧电压?=U